Sci - nature wiki

وجد علماء الفلك “إكسومون” آخر محتمل خارج نظامنا الشمسي

0

ثم كان هناك اثنان – ربما. يقول علماء الفلك إنهم وجدوا مرشحًا ثانيًا معقولاً لقمر خارج نظامنا الشمسي ، وهو قمر خارجي يدور حول عالم يبعد حوالي 6000 سنة ضوئية عن الأرض. يُطلق على القمر اسم كبلر -1708 ثنائي ، ويبدو أنه جسم يهيمن عليه الغاز ، أصغر بقليل من نبتون ، يدور حول كوكب بحجم المشتري حول نجم شبيه بالشمس – وهو تكوين غير عادي لكوكب وقمر غير مسبوق. تظهر النتائج في علم الفلك الطبيعي. قد لا يكون تأكيد النتيجة أو دحضها ممكنًا على الفور ، ولكن بالنظر إلى الوفرة المتوقعة من الأقمار في مجرتنا وخارجها ، يمكن أن تبشر أيضًا بالبدايات المؤقتة لعصر جديد مثير من علم الفلك خارج المجموعة الشمسية – ركز ليس على الكواكب الغريبة ولكن على الطبيعة الأقمار الصناعية التي تدور حولهم وإمكانيات الحياة فيها.

يوجد أكثر من 200 قمر في نظامنا الشمسي ، ولديهم مجموعة رائعة من الاختلافات. يمتلك قمر زحل تيتان غلافًا جويًا كثيفًا وبحارًا هيدروكربونية متجمدة على سطحه ، وربما يكون ذلك نظيرًا للأرض في وقت مبكر. الأقمار الجليدية مثل كوكب المشتري يوروبا عبارة عن كرات متجمدة تخفي المحيطات الجوفية ، وقد تكون موطنًا رئيسيًا لنشوء الحياة. لا يزال البعض الآخر ، مثل قمرنا ، أراضٍ قاحلة على ما يبدو ، ولكن يمكن أن يكون بها جليد مائي في فوهاتهم المظللة وشبكات الأنفاق الشبيهة بالمتاهة التي تعمل تحت الأرض. ومع ذلك ، فإن إحدى السمات المهمة المشتركة بين هذه العوالم هي مجرد وجودها: ستة من الكواكب الثمانية الرئيسية في نظامنا الشمسي لها أقمار. قد يشير المنطق إلى أن الشيء نفسه يجب أن يكون صحيحًا في مكان آخر. تقول جيسي كريستيانسن من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “الأقمار شائعة”. “في نظامنا الشمسي ، كل شيء تقريبًا له قمر. أنا على ثقة تامة من أن الأقمار موجودة في كل مكان في المجرة “.

المشكلة الوحيدة هي العثور عليهم. يمكننا البحث عن الكواكب الخارجية بعدة طرق ، مثل التجسس على الغطس في الضوء الذي تنتجه أثناء تحركها أمام نجمها ، وهو حدث يُعرف باسم العبور ، أو الحصول على لمحة منبهة عن جاذبيتها على نجمها المضيف. ومع ذلك ، فإن العثور على الأقمار الخارجية ، التي هي بطبيعتها أصغر من الكواكب التي تدور حولها ، هو أكثر صعوبة. يقول كريستيانسن: “إنها صغيرة جدًا”. حتى الآن ، تم العثور على مرشح واحد معقول حقًا: Kepler-1625 bi ، وهو عالم مفترض بحجم نبتون يدور حول كوكب خارجي بحجم كوكب المشتري على بعد حوالي 8000 سنة ضوئية من الأرض تم الإبلاغ عنه في أكتوبر 2018. ولكن حتى وجود هذا أكثر عمقًا أصبح العالم موضع تساؤل من خلال التحليل اللاحق.

تم التلميح إلى وجود Kepler-1708 b-i لأول مرة في عام 2018 ، أثناء فحص البيانات الأرشيفية بواسطة David Kipping من جامعة كولومبيا ، أحد مكتشفي Kepler-1625 bi وزملاؤه. حلل الفريق بيانات العبور من تلسكوب كبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا والذي يتكون من 70 ما يسمى بالعمالقة الباردة – عمالقة الغاز ، مثل كوكب المشتري وزحل ، والتي تدور بعيدًا نسبيًا عن نجومها ، وتتألف سنواتها من أكثر من 400 يوم أرضي. بحث الفريق عن علامات تدل على عبور الأقمار الخارجية التي تدور حول هذه العوالم ، بحثًا عن مزيد من الانخفاضات في الضوء من أي رفقاء قمر غامضين. ثم أمضى الباحثون السنوات القليلة التالية في قتل أعزاءهم ، وفحصوا مرشح exomoon محتملًا واحدًا تلو الآخر ، ووجدوا أن كلًا منها يفسر بشكل أفضل من خلال ظواهر أخرى – مع استثناء واحد: Kepler-1708 bi. يقول كيبينغ: “إنه مرشح على القمر لا يمكننا قتله”. “لمدة أربع سنوات ، حاولنا إثبات أن هذا الشيء كان مزيفًا. لقد اجتاز كل اختبار يمكننا تخيله “.

يشير حجم الانخفاض الإضافي الأصغر المناسب في الضوء إلى وجود قمر يبلغ حجمه حوالي 2.6 مرة حجم الأرض. تعني طبيعة طريقة العبور أنه يمكن استخلاص نصف قطر العوالم فقط بشكل مباشر ، وليس كتلتها. لكن حجم هذا الحجم يوحي بعملاق غازي من نوع ما. يقول كيبينج: “ربما يكون في فئة” نبتون المصغرة “، مشيرًا إلى نوع من العالم ، على الرغم من عدم وجوده في نظامنا الشمسي ، إلا أنه موجود بكثرة حول النجوم الأخرى. الكوكب الذي يدور حوله قمر نبتون الصغير المفترض ، وهو كوكب كبلر -1708 ب بحجم كوكب المشتري ، يكمل مدار نجمه كل 737 يومًا على مسافة 1.6 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. بافتراض أن المرشح هو بالفعل قمر ، فإنه يدور حول الكوكب مرة واحدة كل 4.6 يوم أرضي ، على مسافة تزيد عن 740.000 كيلومتر – ما يقرب من ضعف المسافة التي يدور حولها قمرنا حول الأرض. يقول كريستيانسن إن حقيقة أن هذا المرشح الوحيد الذي ظهر من تحليل 70 عملاقًا باردًا يمكن أن يشير إلى أن الأقمار الغازية الكبيرة “ليست شائعة جدًا” في الكون.

يبدو أن الحجم الكبير لهذا القمر الخارجي ، مقارنةً بالكوكب المضيف ، “مفاجئ” ، كما يقول كيبينج ، لكنه ليس غير متوقع تمامًا: يبدو أن كوكب كبلر -1625 بي ، الذي يُزعم أنه يدور حوله المرشح السابق للقمر الخارجي كبلر -1625 ، يمتلك تكوين مماثل ، إذا كان أكبر قليلاً. إذا كان هذان القمران موجودان حقًا ، فقد يخبرنا ذلك بشيء مثير للاهتمام حول التكوينات المحتملة للكواكب والقمر في المجرة ، أي أن العوالم العملاقة يمكن أن تستضيف أقمارًا عملاقة متساوية. وهذا في حد ذاته يثير تساؤلات حول نشأة مثل هذه العوالم. من غير المحتمل أن يتشكل مثل هذا القمر الضخم بشكل مباشر في مدار حول كوكب ، حيث من المرجح أن يكتسح الكوكب أي مادة محتملة لتوليد الأقمار الصناعية ، مما يشير إلى احتمال وجود قصة منشأ أخرى.

يقول كريستيانسن: “أحد السيناريوهات هو أن الكوكب قد التقط هذا القمر بينما كان نظام الكواكب يتشكل”. أنظمة الكواكب المبكرة هي أماكن فوضوية وعنيفة للغاية. نرى أمثلة على الالتقاط في نظامنا الشمسي: على سبيل المثال ، Triton ، أحد أقمار نبتون. نعتقد أنه تم القبض عليه. لذلك نحن نعلم أن هذا يمكن أن يحدث ، لم نكن قد ارتقينا بفكرة أن كوكبًا بحجم كوكب المشتري يمكنه التقاط قمر بحجم نبتون “.

ومع ذلك ، لا يتم بيع الجميع على أساس الوجود المفترض لهذا القمر. يقول رينيه هيلر من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي في جوتنجن بألمانيا ، إنه غير متأكد من أن إشارة العبور التي رآها الفريق هي نتيجة القمر. يقول: “هذا لا يقنعني”. بدلاً من ذلك ، يضيف هيلر ، يمكن أن يكون الانخفاض في الضوء ببساطة نتيجة للتغيرات الطبيعية في النجم ، مثل البقع الشمسية التي نراها على شمسنا ، والتي تمر عبر سطحها في نفس وقت عبور الكواكب. من جانبهم ، قال كيبينج وفريقه إنهم استبعدوا مثل هذا الاحتمال لأن الانخفاض المفترض بسبب القمر بدأ قبل أن يبدأ الكوكب بالمرور أمام النجم.

تقول لورا كريدبيرج من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في هايدلبرغ بألمانيا ، إنها “لن تطلق عليه لقب سلام دانك حتى الآن” ، لكن النتيجة “تستحق المتابعة تمامًا” لمحاولة رؤية عبور آخر من القمر المزعوم. ومع ذلك ، لن نتمكن من القيام بذلك على الفور. يقول كيبينج إنه بالنظر إلى المدار الطويل للكوكب ، فلن يعبر القمر والقمر المحتمل مرة أخرى حتى عام 2023 ، مما يعني أنه سيتعين علينا الانتظار حتى ذلك الحين لمحاولة التجسس على القمر الخارجي مرة أخرى. إذا كان exomoon موجودًا بالفعل ، فإن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الذي تم نشره مؤخرًا سيكون قادرًا على تأكيد أو دحض وجوده على الفور تقريبًا. يقول كيبينغ: “ستكون قطعة من الكعكة لويب”. “يمكن أن تجد أقمارًا أصغر من يوروبا حول كوكب المشتري. إنه تلسكوب قوي يبعث على السخرية “.

وهذا في حد ذاته يثير احتمالًا مثيرًا: يمكن استخدام JWST لإجراء نوع من المسح للبحث عن الأقمار الخارجية. بالطريقة التي خطا بها تلسكوب هابل الفضائي ، سلفه ، خطوات كبيرة في علم الكواكب الخارجية ، قد يثبت تعريف تلسكوب كوكب الأرض عبر مساهمته في الكواكب الخارجية. يقول كيبينغ: “يخطط فريقي الآن للشكل الاستراتيجي لاستطلاع ويب إكسومون”. ستكون هذه هي المرة الأولى في تاريخ البشرية التي يمكن أن يحدث فيها ذلك. أنا متحمس حقًا بشأن المستقبل “.

الأسباب للقيام بذلك متعددة الجوانب. بمجرد أن نبدأ في العثور على الأقمار الخارجية بكثرة ، سنبدأ في الحصول على معالجة حقيقية لتنوعها وأهميتها. على سبيل المثال ، قد يكون المد والجزر من قمرنا قد لعب دورًا في قابلية الأرض للسكن ، مما أدى إلى تطور الحياة في برك المد والجزر. قد تخبرنا دراسة الأقمار الصناعية بالمزيد عن عملية تكوين الكواكب أيضًا. يقول كريدبيرج: “إذا أردنا الحصول على فهم شامل لكيفية عمل تشكل الكواكب ، فنحن بحاجة إلى فهم الأقمار”. وهناك سبب آخر أكثر بساطة لدراستها: “الأقمار رائعة”.

قد تمثل Exomoons نفسها أيضًا أهدافًا رئيسية في البحث عن الحياة. بالنظر إلى أنها يمكن أن تتراوح في الحجم من صغيرة إلى بحجم الأرض وما وراءها ، فمن المعقول أن نفترض أن بعض الأقمار الصخرية قد تدور حول كواكب غازية عملاقة داخل المنطقة الصالحة للسكن لنجومها ، حيث يمكن أن توجد المياه السائلة. يقول كريستيانسن: “هذه واحدة من الحالات التي قد يسبق فيها الخيال العلمي حقيقة علمية”. “لديك مثال الفيلم الصورة الرمزية قمر صالح للسكن حول عملاق غازي. في حرب النجوم، لديك أقمار صالحة للسكن حول عمالقة الغاز. يمكنك تقنيًا إنشاء صخرة حول عملاق غازي لديه متوسط ​​إشعاع من الشمس بحيث يمكن أن يحتوي على ماء سائل على السطح “.

لكن هناك تعقيدات. قد يتعرض قمر حول كوكب عملاق لدفع وسحب جاذبي كبير من ذلك العالم الأكبر ، والذي ، في الظروف القصوى – مثل تلك الخاصة بقمر المشتري Io – يمكن أن يؤدي إلى نشاط بركاني مكثف. يمكن أن يكون الإشعاع الصادر عن عمالقة الغاز مثل كوكب المشتري مميتًا أيضًا. ويمكن أن يكون لهذه الأنظمة خصائص غريبة. يقول كريستيانسن: “إذا كنت مصطفًا بشكل صحيح ، فستحصل على نهار وليلة من دورانك ولكن دورة ليل نهار إضافية من الذهاب وراء الكوكب”. يكاد يكون من المؤكد أن هناك صخور بدرجة الحرارة المناسبة حول عمالقة الغاز. ما إذا كانت صالحة للسكن أم لا فهذا سؤال مفتوح وشيء كثير من الناس متحمسون له “.

إن Kepler-1708 bi ليس مثل هذا العالم ، لكنه متسابق مثير آخر في بداية ما يمكن أن يصبح حقبة نهائية لعلوم exomoon. يقول كيبينغ: “نحن نعمل على هذا الهدف طويل المدى لمحاولة معرفة تواتر وطبيعة الأقمار خارج المجموعة الشمسية في الكون”. “المستقبل مشرق للغاية.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.